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A partir de mediados del siglo IX, el área alrededor de la antigua basílica de San Pedro constituía una ciudadela fortificada gracias a las murallas hechas por León IV (847-855), la llamada "ciudad leonina". Entre fines del Duecento y los primeros decenios del Trecento se construyeron unos edificios alrededor del llamado patio del Papagayo que formarán el primer núcleo de los Palacios Vaticanos. Concluido el exilio de Aviñón (1309-1377), habrá que esperar a fines del Quattrocento para ver la realización de otras construcciones, como el Palacio de Sixto IV (1471-1484), con la Capilla Sixtina, que toma su nombre, y el de Inocencio VIII (1484-1492), situado a 300 metros al norte de la Basílica Vaticana. 
A Julio II (1503-1513) y a su arquitecto Donato Bramante se debe la idea de poner en comunicación los dos núcleos de los Palacios construidos por sus antecesores mediante dos cuerpos longitudinales que encierran un grandioso patio subdividido en tres niveles. Los papas del Cinquecento y del Seicento prosiguieron con la ampliación de los Palacios Vaticanos. En especial, también se debe a Sixto V (1585-1590) el edificio de la residencia actual del papa y desde el que cada domingo se asoma al mediodía (segunda ventana a la derecha, del tercer piso) para bendecir a la muchedumbre reunida en la plaza.